[PFA] Artigo Influencia Carbono Conformabilidade

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(Parte 2 de 3)

4. RESULTADOS E ANÁLISE

4.1 ANÁLISE QUÍMICA

Realizou-se a análise química nos três aços (1010, 1020 e 1045) após o recozimento, para comprovação do teor de carbono. Seguem abaixo as figuras referentes às análises químicas dos aços citados:

Figura 5 – Análise Química do aço 1010

Figura 6 – Análise Química do aço 1020

Figura 7 – Análise Química do aço 1045

Das figuras 5, 6 e 7 constata-se que o teor de carbono dos aços 1010, 1020 e 1045 é de 0,08%, 0,2% e 0,51%.

4.2 ENSAIOS DE COMPRESSÃO E DUREZA

A tabela abaixo mostra os resultados obtidos no ensaio de compressão. Onde TC é a taxa de conformabilidade em %.

Ensaio de Compressão

Teor de Carbono, % Amostras Lo(m) Lf(m) TC (%)

MÉDIA 19,9 6,1 69,6 Tabela 1 – Ensaio de Compressão

Dados: Lo=comprimento inicial Lf= comprimento final Carga aplicada = 29 toneladas

Para cada aço (1010, 1020 e 1045), com seus respectivos teores de carbono comprimiram-se três amostras sob a mesma carga. A partir da média dos resultados obtidos no ensaio (tabela 1), comprimento inicial e final, determinou-se a média da taxa de conformação, construindo-se a curva, taxa de conformação versus teor de carbono, como segue na figura 8.

T a x a de

C o n f o r m ação

Figura 8 – Taxa de Conformação versus teor de carbono

De acordo com a figura 8, pode-se verificar que o percentual de carbono é inversamente proporcional a taxa de conformação, ou seja, quanto maior o teor de carbono menor será a taxa de conformação.

Realizou-se o ensaio de dureza Rockwell B nas amostras conformada e não conformada de cada tipo aço.

Ensaio de Dureza

Teor de carbono, % Amostras Dureza

Não conformado Conformado 1 45 91 2 52 90

média 87,7 104,3 Tabela 2 – Dureza Rockwell B para cada teor de carbono

Para constatar a veracidade dos resultados de dureza dos aços quando recozidos. Monta-se uma tabela para comparação com valores obtidos da literatura.

Aço Dureza Rockwell B 1010 54

Tabela 3 - Dureza dos aços no estado recozido (annealed) segundo

1045 85 SAE 1997 Handbook . Seção 2.27. Tabela 1.

Percebe-se que os valores obtidos no trabalho estão próximos ao da literatura.

D u r e z

( H R b ) nao conformado conformado

Figura 9 – Dureza por tipo de aço

Com a média das medidas de dureza nas amostras conformadas e não conformadas (tabela 2), traçou-se um gráfico, dureza versus tipo de aço (figura 5). De acordo com a figura 5, pode-se constatar que as amostras conformadas apresentaram maior medida de dureza devido ao encruamento, do que as amostras não conformadas.

Outro fato que vale ressaltar é o ganho de dureza para cada aço em função do teor de carbono. Como a carga é constante para todos eles, o de menor dureza foi o mais encruado, no caso, o 1010 e consequentemente foi o que teve maior ganho de dureza. A medida que aumenta-se o teor de carbono, o material torna-se mais duro e mais díficil de conformá-lo será. Com isto, haverá uma dificuldade maior para encruá-lo, pois exigi-se uma carga maior doque para aços com teor de carbono mais baixos. A tabela abaixo mostra o descrito.

Teor de carbono , % Ganho de dureza em Rockwell B 0,08 40,4

0,20 32,0

0,51 16,6 Tabela 4 – Ganho de dureza em relação ao teor de carbono.

4.3 ANÁLISE METALOGRÁFICA

A seguir mostra-se algumas fotos dos aços utilizados nos ensaios para evidenciar a microestrutura.

Figura 10 – 20X – Aço 1010 Sem Conformação Figura 1 – 20X – Aço 1020 Sem Conformação

Figura 12 – 20X – Aço 1045 Sem Conformação Figura 13 – 10X – Aço 1010 Conformado

Figura 14 – 20X – aço 1020 Conformado Figura 15 – 20X – Aço 1045 Conformado

A deformação plástica resultante da conformação provoca encruamento, cujos efeitos são traduzidos por uma deformação da estrutura cristalina e modificação das propriedades mecânicas do material. A conformação produz uma deformação geral dos grãos que constituem o metal, tornando-os alongados na direção perpendicular a carga de compressão aplicada.

Para os aços analisados, as microestruturas consistem de ferrita e perlita. Como uma conseqüência, as ligas de baixo teor de carbono como o aço 1010 e 1020 são relativamente macias e menos duras, destacadas ductilidade e tenacidade; em adição, possuem melhor usinabilidade e soldabilidade.

Comparando as figuras 10, 1 e 12, observa-se que quanto maior o teor de carbono maior a presença de perlita (regiões escuras), e menor a presença de ferrita (regiões claras). Devido a perlita ser mais dura do que a ferrita é mais difícil a conformação de um aço com alto teor de carbono do que um com baixo teor.

Nas figuras 13, 14 e 15, observa-se os grãos alongados, devido a conformação. E nos mesmo pode-se perceber o aumento da quantidade de perlita com o aumento do teor de carbono. Com isto, como descrito na literatura e nos resultados, diminui a ductilidade dos aços e aumenta sua dureza.

5. CONCLUSÃO

A partir dos resultados encontrados pela equipe e segundo a literatura, evidencia-se a eficácia do trabalho a partir dos resultados anteriormente apresentados no intuito de mostrar o efeito do carbono na taxa de conformação dos aços 1010, 1020 e 1045.

Com relação a taxa de conformação mostrou-se que quanto maior o teor de carbono, menor a ductilidade. Figura 4 retirada da literatura e figura 8 do trabalho.

E de forma contrária comporta-se a dureza dos mesmos. Quanto maior o teor de carbono, maior a dureza. Figura 3 da literatura e figura 9 do trabalho.

O trabalho como um todo pode esclarecer melhor a importância no conhecimento da estrutura que envolve o aço, pois assim, pode-se alterar suas propriedades mecânicas de acordo com a necessidade de um projeto. O engenheiro mecânico necessita-se ser um exíbio conhecedor do assunto, cujo é amplamente utilizado no seu âmbito de trabalho e portanto, algumas vezes precisará tomar decisões que dependeram da sua capacidade e aprofundamento no assunto para fazer a melhor escolha.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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